微合金化技术在大型塑料模具钢P20上的应用研究.docVIP

编号：B9（中文全文）P20上的应用研究 张洪奎1 徐明华1 吴晓春2 陈卓2 （1特殊钢分公司制造管理部 2上海大学） 摘要： 本文论述了提高塑料模具钢P20的淬透性的微合金化方法，通过采用合金元素B对P20钢进行微合金化处理，抑制先共析铁素体的形成，显著提高P20钢的淬透性。但应合理控制钢中的B含量，过高的B含量会降低淬透性，甚至低于不加B的P20钢淬透性水平。另外还应控制钢中的Ti含量，过高的Ti含量降低奥氏体中固溶的碳含量，降低钢的淬透性。采用合金元素B提高淬透性比采用添加贵金属Ni提高淬透性的718塑料模具钢更具经济性。 关键词：微合金化 B 预硬化 淬透性 P20 Research on the Application of Microalloying Technology on Large Die Steel P20 for Plastics Zhang Hongkui1 Xu Minghua1 Wu Xiaochun2 Chen Zhuo2 Baoshan Iron Steel Co., Ltd. Special Steel Branch Manufacturing Management Department Shanghai 200940 China 2. Shanghai University Shanghai 200072 China) Abstract: This article discussed the method of microalloying of die steel P20 for plastics. Alloying element boron was used in microalloying treatment of P20 to curb the formation of proeutectoid ferrite, which remarkably increased hardenability of P20. However, boron content in the steel shall be controlled within a proper range. Excess boron content leads to the lower hardenability, even lower than that of P20 without boron addition. Besides, titanium content in the steel shall be properly controlled since excess titanium content may reduce the solution carbon content in austenite leading to the lower hardenability. To increase hardenability, adding alloying element boron into P20 is more economical than adding precious metal nickel into die steel 718 for plastics. Key Words: microalloying, boron, prehardening, hardenability, P20 引言： 随着模具行业的快速发展，塑料模具已经发展到占模具钢总量70％的比例，居模具钢首位。家用电器的外壳、汽车部件塑料制品、光学仪器、日用塑料制品等大量使用塑料模具，尤其是家电外壳等大型塑料制品所使用的模具尺寸较大，并且要求模具材料具有硬度均匀、抛光性能好的特点。P20钢是目前应用较广的塑料模具钢，其合金元素的含量并不高，仅含1.5～2.0％Cr及0.3～0.6％Mo，其淬透性虽较普通碳素钢有很大的提高，但当模具尺寸超过400mm厚度时，其淬透性明显不足，硬度均匀性变差。因此大截面塑料模具需要淬透性更高的材料。 提高钢的淬透性的有效方法是向钢中添加合金元素如Ni、Cr、Mo、Mn、Si、B等，推迟奥氏体分解转变的孕育期，提高淬透性。因此出现了P20的改进型即P20＋Ni钢。但Ni是紧缺资源，且价格高，添加Ni在提高淬透性的同时也提高了材料的制造成本。 微合金化技术是在材料中添加微量合金元素，却能够显著提高材料性能的技术，也是一种经济节约型技术。合金元素B是一种显著提高材料淬透性的元素，通过添加微量的B即可显著提高钢的淬透性。向塑料模具钢P20钢中添加微量合金元素B，可显著提高P20钢的淬透性，使大截面P20模块的硬度分布更加均匀，进一步扩大P20钢规格范